فيديو يمكن دراسة ظاهرة التأثير الكهروضوئي باستخدام

ظاهرة التأثير الكهروضوئي

التأثير الكهروضوئي هو ظاهرة تنطلق فيها الإلكترونات من سطح المعدن عند سقوط الضوء عليه وتسمى هذه الإلكترونات المقذوفة بالإلكترونات الضوئية من المهم أن نلاحظ أن انبعاث الإلكترونات الضوئية والطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية المقذوفة يعتمد على تردد الضوء الساقط على سطح المعدن يشار عادة إلى العملية التي يتم من خلالها إخراج الإلكترونات الضوئية من سطح المعدن بسبب تأثير الضوء باسم الانبعاث الضوئي يحدث التأثير الكهروضوئي لأن الإلكترونات الموجودة على سطح المعدن تميل إلى امتصاص الطاقة من الضوء الساقط واستخدامها للتغلب على قوى الجذب التي تربطها بالنواة المعدنية.

تاريخ التأثير الكهروضوئي

• تم تقديم التأثير الكهروضوئي لأول مرة بواسطة فيلهلم لودفيغ فرانز هالفاخس في عام 1887، وتم التحقق التجريبي من قبل هاينريش رودولف هيرتز.
• ولاحظوا أنه عندما يتعرض السطح للإشعاع الكهرومغناطيسي عند تردد عتبة أعلى، يتم امتصاص الإشعاع، وتنبعث الإلكترونات.
• يمكن دراسة ظاهرة التأثير الكهروضوئي باستخدام مادة تمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي وتطلق جزيئات مشحونة كهربائيا.
  • ولكي نكون أكثر دقة، فإن سقوط الضوء على سطح المعدن في التأثير الكهروضوئي يؤدي إلى تحرر الإلكترونات.
    • يسمى الإلكترون المنبعث بسبب التأثير الكهروضوئي إلكترونًا ضوئيًا ويرمز إليه بالرمز e - .
    • ويسمى التيار الناتج نتيجة للإلكترونات المنبعثة بالتيار الكهروضوئي.

تطبيقات التأثير الكهروضوئي

• يستخدم لتوليد الكهرباء في الألواح الشمسية
  • تحتوي هذه الألواح على تركيبات معدنية تسمح بتوليد الكهرباء من نطاق واسع من الأطوال الموجية.
• مستشعرات الحركة والموقع:
  • في هذه الحالة، يتم وضع مادة كهروضوئية أمام مصباح LED للأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء.
  • عند وضع جسم ما بين الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) والمستشعر، ينقطع الضوء، وتسجل الدائرة الإلكترونية تغيرًا في فرق الجهد
• تتيح مستشعرات الإضاءة، مثل تلك المستخدمة في الهواتف الذكية، إمكانية الضبط التلقائي لسطوع الشاشة وفقًا للإضاءة.
  • وذلك لأن كمية التيار المتولدة عن طريق التأثير الكهروضوئي تعتمد على شدة الضوء الذي يصل إلى المستشعر.
  • يمكن للكاميرات الرقمية اكتشاف الضوء وتسجيله لأنها تحتوي على مستشعرات كهروضوئية تستجيب لألوان الضوء المختلفة.
• التحليل الطيفي للأشعة السينية الضوئية (XPS):
  • تستخدم هذه التقنية الأشعة السينية لتشعيع السطح وقياس الطاقات الحركية للإلكترونات المنبعثة.
  • ويمكن الحصول على جوانب مهمة من كيمياء السطح، مثل التركيب العنصري، والتركيب الكيميائي، والصيغة التجريبية للمركبات والحالة الكيميائية.
• تستخدم الخلايا الكهروضوئية في أجهزة الإنذار ضد السرقة.
• تستخدم في المضاعف الضوئي للكشف عن مستويات الضوء المنخفضة.
• تم استخدامه في أنابيب كاميرات الفيديو في الأيام الأولى للتلفزيون.
  • وتعتمد أجهزة الرؤية الليلية على هذا التأثير.
• يساهم التأثير الكهروضوئي أيضًا في دراسة بعض العمليات النووية.
  • ويشارك في التحليل الكيميائي للمواد حيث أن الإلكترونات المنبعثة تميل إلى حمل طاقة محددة مميزة للمصدر الذري.